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1、1,第4章 交流电机的绕组、磁通势和电动势,交流电机分为异步电机和同步电机两大类，一般均为三相电机。三相异步电机主要作电动机用，亦可以作发电机用；三相同步电机主要作发电机用，亦可以作电动机用。三相交流电机是旋转电机，都由定子和转子两部分组成，且定子上均有三相绕组。,2,4.1 交流电机的绕组,交流电机的绕组是由若干个嵌放在定子铁芯槽内的线圈按一定规律连接而成的。线圈类似于直流电机电枢绕组的元件，其示意图如图4.1所示，由绝缘导线绕成一匝或多匝，每个线圈有两个出线端，一端称为首端，另一端称为末端。,3,图4.1 线圈示意图,4,4.1.1 三相对称绕组的构成原理 (1)相带、每极每相槽数 (2)
2、节距、极距、整距线圈、短距线圈 (3)绕组的端面图与展开图、极相组、并联支路 (4)极对数的核对 ,5,图4.2 四极电机定子示意图,6,图4.3 相带相量图,7,图4.4 A相绕组的端面图,8,图4.5 A相绕组的展开图(Z=24,2p=4),9,图4.6 三相单层叠绕组的展开图,10,4.1.2 三相单层绕组 (1)三相单层同心式绕组 (2)三相单层链式绕组 (3)三相单层交叉式绕组 (4)三相单层绕组的优缺点及适用范围,11,图4.7 A相绕组(同心式)的展开图(Z=24,2p=4),12,图4.8 A相绕组(链式)的展开图(Z=24,2p=4),13,图4.9 A相绕组(交叉式)的展开
3、图(Z=36,2p=4),14,4.1.3 三相双层绕组 (1)三相双层叠绕组 (2)三相双层波绕组 (3)三相双层绕组的优缺点及适用范围,15,图4.10 三相双层叠绕组A相展开图(Z=36,2p=4),16,图4.11 圆形连接简图,17,图4.12 波绕组线圈与节距,18,图4.13 三相双层波绕组A相展开图(Z=36，2p=4),19,4.2 交流绕组的磁通势,三相交流电机负载运行时，定子三相对称绕组中必然流过三相电流，根据“电生磁”的客观规律，将产生三相合成磁通势，在电机气隙中建立相应的磁场，作为交流电机进行能量转换的媒介。本节分析三相合成磁通势的性质、大小、转速和转向等，作为分析交
4、流电机运行原理的基础。遵循由浅入深的认识规律，先分析单相绕组的磁通势，再分析三相绕组的合成磁通势。,20,4.2.1 单相绕组的磁通势脉振磁通势 (1)整距线圈的磁通势 (2)线圈组的磁通势 1)整距线圈组的磁通势 2)短距线圈组的磁通势 (3)一相绕组的磁通势,21,22,23,24,图4.14 整距线圈产生的磁通势,25,图4.15 矩形波磁通势的基波和谐波分量,26,图4.16 整距线圈组的磁通势,27,图4.17 q=3，y=7的双层短距绕组一对极下属于同一相的两个线圈组,28,图4.18 双层短距线圈组的基波合成磁通势,29,图4.19 脉振磁通势的波形,30,4.2.2 三相绕组的
5、磁通势旋转磁通势 (1)脉振磁通势的分解 (2)三相绕组基波合成磁通势 (3)三相谐波合成磁通势 1)三次谐波合成磁通势 2)五次谐波合成磁通势 3)七次谐波合成磁通势 4.2.3 椭圆形旋转磁通势 ,31,32,33,34,图4.20 t=90时的磁通势分量f,35,图4.21 脉振磁通势分解,36,图4.22 三相绕组产生的基波合成旋转磁通势,37,图4.23 椭圆形旋转磁通势,38,4.3 交流绕组的电动势,交流电机运行时，气隙中总存在定子磁通势、转子磁通势或者定、转子磁通势共同建立的旋转磁场，旋转磁场与定子三相绕组有相对运动，必然会在定子绕组中感应电动势，电动势也是交流电机进行能量转换的重要物理量，为此，需对交流绕组感应电动势的大小和波形有比较清楚的了解。,39,4.3.1 绕组的基波电动势 (1)导体的电动势 (2)整距线圈的电动势 (3)短距线圈的电动势 (4)线圈组的电动势 (5)一相绕组的电动势 ,40,41,42,43,4.3.2 绕组的谐波电动势 4.3.3 三相绕组的连接与电动势 （1）相电动势 (2)线电动势 1)星形接法 2)三角形接法 ,44,图4.24 简单发电机模型,45,图4.25 导体的电动势,46,图4.26 整距线匝的电动势,47,图4.27 短距线匝的电动势,48,图4.28 线圈组的电动势,
